5变电站设备绝缘在线监测系统组成及案例
XXX500KV变电站绝缘子在线监测系统技术方案
XXX500KV变电站绝缘子在线监测系统技术方案根据XXX电力局相关人员介绍，由于XXX500KV变电站周围工业污染严重，而绝缘子是变电站的重要组成部分，长期暴露在户外空气中，受环境因素的影响会使得绝缘子的电气性能大大降低，有可能导致闪络，甚至掉线事故，造成大面积停电。
我们建议采用绝缘子在线监测系统对变电站较易污染的支柱式绝缘子(如母线、开关设备、隔离闸刀等处)进行污秽等级监测，能有效防止绝缘子发生闪络或掉线事故；降低输电线路变电站运行、维护、检修成本；为绝缘子运行和维护的分析、管理提供便利；为电网及变电站的绝缘子设计提供参考依据。
这对于电力系统的稳定起着至关重要的作用。
绝缘子在线监测系统由：现场监测对象（绝缘子、集流环）；远程数据采集装置；信息无线收发装置（天线、路由器）；专家分析系统四部分组成，如下图所示：RIZNER—LCMS绝缘子在线监测系统监测对象由绝缘子、集流环组成。
系统通过安装在绝缘子底裙的集流环测量电流信号，用同轴电缆与数据采集装置直接相连，为数据采集装置提供泄漏电流值、脉冲电流值、污染层导电率等数据。
远程数据采集装置是实时监测装置，有三个数据输入口，可对不同位置不同形状的支柱式绝缘子进行监测，包括泄漏电流相关参数采集、环境参数：温度、湿度、风速、风向的采集（风速、风向监测仪器不在此方案范围内），并记录各个参数的波形，进行初步分析、判断，为专家分析系统评定绝缘子污染程度提供强而有力的分析数据。
当系统检测到高污秽事件超过预定值导致闪络时，会通过干接点向外部发出报警信号以避免污闪事故的扩大。
选择监测二组不同形状绝缘子的数据采集装置安装要相对靠近，要尽可能靠近具有专家分析系统的控制室。
无线收发装置通过WiFi技术将远程数据采集装置采集的各种信号传输给控制室专家分析系统，同时将专家分析系统发出的执行命令传递到数据采集装置。
目前装置提供的无线通讯距离为30米，可通过选择高增益、高灵敏度的WiFi天线达到更远距离的传输。
变电站高压电气设备绝缘在线监测技术分析
变电站高压电气设备绝缘在线监测技术分析摘要：高压电气设备是电力系统中十分重要的设备种类，其运行质量直接影响着电网系统的安全与稳定。
如果高压电气设备绝缘性能出现问题，就会直接影响整个设备的运行工况，甚至引发严重的安全事故。
因此对变电站高压电气设备绝缘在线监测技术及其应用方式进行详细探究，具有十分重要的意义。
关键词：变电站；高压电气设备；绝缘在线监测技术1变电站高压电气设备绝缘在线监测技术原理分析1.1绝缘监测原理变电站高压电气设备绝缘在线监测指的就是通过监测电器设备在运行过程中的电压、电流、局部放电量、介质损耗值以及设备的电容值等等正常信号和异常信号来监测设备的绝缘情况。
之所以能够从信号中监测出设备的绝缘情况的原因主要就是由于现代智能技术的处理，现代智能技术能够很好的将信号转化为反映电器设备绝缘的可视参数，从而对设备绝缘情况进行正确的判断。
目前现代智能技术的处理方式主要有绝缘油在线色谱处理、局部放电量、介质损耗角正切处理和放电位置平铺处理等。
1.2绝缘监测信号的处理在对变电站高压电气设备进行在线监测过程中，信号监测至关重要，但是，在对设备绝缘性能进行监测时，有些脉冲信号比较微弱，因此数据监测难度比较大。
对此，可以采用超宽频电流传感器对信号进行收集，而需要注意的是，通过这种方式所收集的信号可能会有部分杂音，所以在未来的技术发展中，还应该对此进行改进。
2在线绝缘监测系统的应用2.1避雷器绝缘在线监测避雷器在变电站的运行中起着关键的保护作用，对变电站的安全稳定运行具有重要的地位。
避雷器在运行过程中阻性电流的增大会导致损耗的增加，从而造成避雷器的绝缘被击穿。
在传统的检修试验中，主要是通过定期的试验，检测漏电电流的状态，从而判断避雷器的绝缘情况，这种方法效率及其低下，而采用了在线监测技术后，可以24小时对漏电电流进行监测，发现异常，及时报警，为工作人员排除险情赢得时间。
2.2变压器绝缘在线监测在变压器绝缘监测中，要了解变压器绝缘状态的表示方法。
变电站高压电气设备绝缘在线监测技术探析
变电站高压电气设备绝缘在线监测技术探析变电站是供电系统的重要组成部分，其正常运行对电网的稳定运行和电力供应具有至关重要的作用。
在变电站中，高压电气设备是电力系统的核心部件，其绝缘状态的良好与否直接关系到设备的安全稳定运行。
而随着科技的发展，传统的绝缘状态监测手段已不再适应现代电力系统的要求，因此需要引入更先进的在线监测技术来实现绝缘状态的全面可视化监测。
本文将对变电站高压电气设备绝缘在线监测技术进行探析，以期为变电站绝缘状态监测提供新的思路和方法。
一、高压电气设备绝缘状态的重要性在变电站中，高压电气设备通常由变压器、断路器、隔离开关、电缆等组成，其正常运行与绝缘状态密切相关。
绝缘状态的良好与否关系到设备的安全稳定运行，同时也对电网的安全稳定运行具有重要影响。
传统的绝缘状态监测手段主要包括局部放电检测、绝缘电阻测试、绝缘介质介损测试等方法，这些方法虽然可以发现绝缘状态存在的问题，但是监测范围狭窄，监测手段单一，往往不能对绝缘状态进行全面、准确的监测。
而且这些方法通常需要停电检修，给电网运行带来不便。
发展高压电气设备绝缘在线监测技术，实现设备绝缘状态的全面可视化监测，成为解决现有绝缘状态监测手段存在问题的重要途径。
接下来，我们将对变电站高压电气设备绝缘在线监测技术进行探析。
二、绝缘在线监测技术的现状分析目前，国内外在高压电气设备绝缘在线监测技术方面已经取得了一定的进展。
局部放电监测、在线绝缘电阻监测、红外热像监测、超声波监测等技术已经成为绝缘在线监测的常用手段。
1. 局部放电监测技术局部放电是高压电气设备绝缘老化、损伤等问题的普遍表现，因此局部放电监测技术被广泛应用于绝缘状态监测。
该技术通过监测局部放电信号的特征来判断绝缘状态的良好与否。
由于局部放电信号的特点复杂多变，需要高精度的设备和专业的人员进行分析，因此局部放电监测技术在实际应用中存在一定的局限性。
2. 在线绝缘电阻监测技术在线绝缘电阻监测技术是通过在设备绝缘表面布置绝缘电阻测试仪，实现对设备绝缘电阻的实时监测。
绝缘在线监测系统
电力设备在线监测与故障诊断课程设计题目：电气设备绝缘在线监测系统专业：电气工程及其自动化班级：09电气2班学生姓名：王同春学号：0967130219指导教师：张飞目录摘要 (3)引言 (3)1 在线监测技术的发展现状 (3)1.1 带电测试阶段 (3)1.2 在线监测及智能诊断 (4)2 在线监测技术的基本原理 (4)2.1 在线监测系统的组成 (4)3 硬件设计 (6)4 电流传感器 (6)5 前置处理电路 (7)6 数字波形采集装置 (7)7 现场通信控制电路 (8)8 结语 (8)参考文献： (8)摘要: 绝缘在线监测与诊断技术近年来受到电力行业运营、科技部门的高度重视，应对其进行深入研究并开发应用。
在线监测系统主要是对被测物理量（信号）进行监测、调理、变换、传输、处理、显示、记录、等多个环节组成的完整系统。
随着传感器技术、信号采集技术、数字分析技术与计算机技术的发展和应用，使在线监测技术将向着更加准确、及时、全面的方向发展，使电气设备的工作更加安全可靠。
关键词: 电力系统；高压电气设备; 绝缘在线监测系统;引言在电网中，高压电气设备具有不可替代的作用，若其绝缘部分劣化或存在缺陷，就可能对电网设备的正常运行造成影响，进而引发安全事故。
而以往的设备检修和测试工作都是在电网设备运营过程中，通过定期停电的方式来完成的。
但这种检修方式也存在很多问题：①检修时必须停电，影响电网正常运营。
一旦碰到突发状况，设备不能停电而造成漏试，可能埋下安全隐患。
②由于测试程序繁琐、时间集中，且任务紧迫，工人的工作量较大，极易受人为因素影响。
③检修周期长，某些故障就极易在这个周期内快速发展，酿成大事故。
④测试电压达不到10KV，设备实际运营时的电压要比这个数值要大，同时因为测试期间停电，设备运营过程中关于磁场、温度、电场以及周围环境等情况无法真实的反映出来，因而测试结果不一定与实际运营情况相符。
高压电气设备随着电网容量的持续增大而急剧增加，以往的预防性测试及事故维修已无法保证电网的安全运营。
变电站电力设备综合状态在线监测系统
变电站电力设备综合状态在线监测系统变电站电力设备综合状态在线监测系统一、应用范围及特点变电站电力设备综合在线监测系统主要针对110kV及以上电压等级变电站内关键电力设备（变压器、GIS、断路器、容性设备、避雷器、电力电缆等）进行在线监测，并通过对不同电力设备多种运行参量的综合分析为全面评估设备的运行状态和寿命预测提供准确的现场运行数据。
系统主要特点：采用分层次监测的系统结构，将电力局管辖区域内的多个变电站内的多种电力设备在线监测作为一个整体进行规划和设计，在统一的硬件平台、统一的软件平台和统一的数据库上实现变电站多种电力设备、多个状态参量的集成监测，避免了在线监测简单拼凑带来的弊端，使监测系统具有良好的兼容性、可扩展性和可维护性。
采用目前国际上最先进的数据采集硬件和PXI测控总线结构，不同设备和数据中间之间的通讯采用IEC61850标准，能够保证监测数据的准确性和可靠性。
超高频局部放电监测采用外置的微带天线传感器（带宽：3000MHz）进行测量，并对采集到的单次放电波形进行多种分析，从真正意义上实现了超高频局部放电的在线监测。
所有传感器的安装不改变变压器的本体结构，不影响设备的正常运行。
现场前置机机柜、智能采集单元和所有外置传感器的结构设计均符合高海拔、大温差户外长期使用的要求，系统具备定期自检和故障自恢复功能，能在规定的工作条件下长期可靠工作。
远程数据监控中心采用双机热备+磁盘阵列的结构保证数据长期存储的可靠性，采用电力局区域互联网通信的方式，通过浏览器方式可以远程监控管理终端和监控中心连接，实现电力局办公桌面查看现场数据，并提供无线接入方式。
系统软件采用模块化结构设计和图元设计，同时具备自动监测和手动监测功能，具有良好人机界面，易操作，易升级。
二、技术参数1. 电容性设备：介质损耗角正切分辨率达1‰。
长期检测稳定性小于5‰。
检测单元测量误差小于5‰智能监测单元电磁兼容满足相关技术标准，同时支持现场通讯协议；2．避雷器电流测量精度小于2%（现场干扰条件下测量）；能够对测量结果进行温湿度修正；长期监测稳定性小于1%；电磁兼容应足相关技术标准，同时支持现场通讯协议；3．断路器：a) 电寿命诊断分合闸过程电流波形正常工作和分合闸过程电流幅值电弧持续时间（准确性≤±10%）分合闸动作次数、时间及日期主触头累计电磨损（以I2T 或IT 表征）（受燃弧时间判断的影响，测量精度≤±15%）b) 机械系统诊断线圈分合闸时间分合闸线圈电流波形断路器分/合状态c) 控制回路状态监测辅助触点动作时间d) 储能机构状态监测储能电机工作电流波形储能电机启动次数4 变压器：a）射频局部放电监测单元传感器频带：100kHz~15MHz实时采样带宽：15MHz相位分析窗口数：4000放电统计参量分析功能，包括：基本放电参量：最大放电量、平均放电量、放电次数二次统计参量：偏斜度、峭度二维谱图显示：最大放电量相位分布Hqmax(φ)、平均放电量相位分布Hqn(φ)、放电次数相位分布Hn(φ)二维放电谱图三维放电谱图：放电次数－放电量－相位b）超高频局部放电监测单元传感器频带：10MHz~3000MHz实时采样带宽：300MHz实时采样速率：2000MS/s等效采样速率：2000MS/s纳秒单次放电分析功能，包括：时域指纹分析、频域指纹分析、联合时频分析、基于小波提取的分形分析c）油中气体色谱在线监测最小分析周期: ≤4小时；工作环境温度：-30℃～45℃；安装接口位置：油路循环范围内；测量精度：气体组分灵敏度测量范围检测精度H2 ≤1μL/L 1－2000μL/L ≤10％CO ≤1μL/L 1－5000μL/L ≤10％CH4 ≤1μL/L 0.1－2000μL/L ≤10％C2H6 ≤1μL/L 0.1－2000μL/L ≤10％C2H4 ≤1μL/L 0.1－2000μL/L ≤10％C2H2 ≤1μL/L 0.1－500μL/L ≤10％总烃≤1μL/L 1－8000μL/L ≤10％d）套管介质损耗角正切在线监测（可选）介质损耗角正切分辨率达10-3长期检测稳定性小于5×10-3检测单元测量误差小于±1%读数+0.0005e）油中温度在线监测温度检测范围：-30℃～+125℃温度测量精度：0.5℃f) 铁芯接地故障在线监测最小电流分辨率1mA最大可测量电流范围应达到100A5 环境参数监测：环境参数环境温度 -50～80℃ ±0.5% 环境湿度 0～98%RH ±2%三、系统构成采用分层次在线监测的方式，将需要在线监测的电力设备按照区域划分为多个单元（通常将一回出线上的所有电力设备划分为一个单元）。
变电站设备在线监测
变电站设备在线监测
– 在线监测与状态检修
• 设备检修方式的发展：
3 状态检修（预知检修，视情检修）
为了解决定期检修的不足，出现了检修周期长短根据设备 状态而定的检修，这样可以充分发挥设备的潜力，做到根据实 际情况进行检修，制定恰当的备件定货周期和储备量，缩短检 修时间和节省检修费用。
变电站设备在线监测
变电站设备在线监测
–
•
电气设备绝缘的在线监测
绝缘在线监测技术的发展阶段
1. 20 世纪70年代 带电测试阶段。当时人们仅仅是为了不 停电而对电气设备的某些绝缘参数（主要是 泄漏电流）进行直接测量。由于其结构简单， 测试项目极少，而且要求被试设备对地绝缘 测式的灵敏度较差，所以应用范围较小，未 能得到普及应用。
变电站设备在线监测
– 在线监测概述
• 带电检测：对在运行中的设备，使用专 用仪器，由人员参与进行的测量。 • 所有己经或可能实现在线监测的项目都 可以带电检测。 • 带电检测还包括若干至今尚难实现在线 监测的项目。
变电站设备在线监测
– 在线监测概述
• 离线测试：将设备撤出运行，由专业测 试人员使用专用仪器和试验电源（有的仪器内 附试验电源）进行的测量。 • 离线测试的特征：被试设备退出了生产 线，测试设备也不在生产线上。《预规》中的 大部分测试项目都是离线测试。
变电站设备在线监测
–
•
电气设备绝缘的在线监测
绝缘在线监测技术的原理
2.
3. 4. 5. 6.
变电站设备在线监测
– 在线监测概述
•
1.
在线监测装置配置策略：
使用在线监测装置要进行效益分析 利：
A 、减少日常维护工作量； B 、对设备故障能快速反应； C 、能提前发现设备故障； D 、不损失供电； E 、设备可用率提高； F 、决策能实时决策； G 、预测设备长远的运行情况。
变电站高压电气设备绝缘在线监测技术探析
变电站高压电气设备绝缘在线监测技术探析随着电力行业的不断发展，变电站作为电力系统的重要组成部分，承担着输配电、转换电能等重要功能。
而变电站高压电气设备作为保障电力系统正常运行的关键设备，其状态的稳定与安全直接关系到电网的稳定性和可靠性。
对于变电站高压电气设备的绝缘状态监测尤为重要。
本文将就变电站高压电气设备绝缘在线监测技术进行探讨，以期为相关从业人员提供一定的参考。
一、绝缘状况监测的重要性绝缘状况是影响高压电气设备安全运行的关键因素之一。
随着设备的使用，其绝缘老化、污秽、表面放电等情况会逐渐产生，这些因素都可能影响设备的绝缘状态，进而可能导致设备的故障甚至事故发生。
对于高压电气设备的绝缘状态进行实时、准确的监测就显得尤为重要。
传统的检测手段主要是通过定期的绝缘电阻值测量、超声波检测等方法来进行检测，但这种方式存在着检测频率低、难以实现在线监测等缺点。
需要引入更为先进的绝缘状态在线监测技术，以提高检测的精度和准确性，同时实现对设备状态的实时监测，从而有效预防设备事故的发生。
二、绝缘在线监测技术的发展现状目前，针对高压电气设备绝缘状态在线监测技术已经取得了一定的进展，主要有以下几种技术：1. 红外热像技术红外热像技术是一种通过测量物体表面的红外辐射来反映其表面温度分布的技术。
在绝缘状态监测中，可以通过红外热像仪对设备表面温度进行监测，从而间接反映设备的绝缘状态。
通过对设备表面温度异常的监测和分析，可以及时发现设备的绝缘故障情况，采取相应的措施进行处理。
2. 超声波技术超声波技术是一种通过检测物体内部声波反射和透射信号来反映其内部结构和状态的技术。
在绝缘状态监测中，可以利用超声波探测设备内部介质的声波传播情况，从而判断设备的绝缘状态。
通过对设备内部超声波信号异常的监测和分析，可以实现对设备绝缘状态的在线监测。
3. 物联网技术物联网技术是一种通过传感器、通信技术等手段将各种设备、物体进行互联互通的技术。
变压器绝缘在线监测系统在万家寨电厂的应用
参 考 文 献
图 ３ 主 程 序 流 程 图
２结束 语 随着电子技术的广泛应用 ，智能温室控制必将成
为一种发展趋势，文中提 出利用 Ｑ Ｎ总线和新型传
［１３ 胡汉 才，单片机 原理及 其接 口技 术．北京：清华 大学出版
社 ，２００１
［２］ 白焰 ，吴鸿，杨 国田编著．分散控制 系统与现场总线控制 系统 ．中 国 电 力 出版 社 ，２０００
在变压器各绕组 的套管末屏 、变压器 中性点和 铁心等接地处取得信号 ，用数学模型来分析 、定义变 压器局部放电量及故障点位置 ，同时用数学方法有 效地 消 除 了外 部干 扰 ，以获取 真实 的局部 放 电量 值 ， 大大改善了强磁场 、强 电场情况下局部放电量难 以 准确 测量 的局 面 。
取样单元主要 由油泵 、气体抽取器等组成 ，测量 时，先启动取样单元油泵 ，从变压器内抽取一定量的 绝缘油注入气体抽取器 ，然后关 闭气体抽取器的进 油阀、出油阀，再启动脱气 电机 ，使气体抽取器 内形 成真空 ，等溶解在绝缘油中的气体分离出来后 ，便送 往检 测单元 。
检测单元主要由气样管 、空气泵、色谱分离柱及 专用 高灵敏 度传 感 器 等 连接 而 成 。工 作 时 ，打开 气 阀，让分离出来 的绝缘油气体进入气样管 ，然后关闭 气样管两端阀门以截取一定量 的气样 ，接着启动空 气泵 ，以从外部吸人经过干燥 、过滤后的空气作为载 气 ，将气样带人色谱分离柱。由于不同气体分子在 色谱分离柱 中的移动系数也不同，经过狭长的色谱 分离柱后 ，各种不 同气体 （７种 ）就被分离 出来 ，被分 离出来的气体再经过各种专用高灵敏度传感器时， 便产生 了不同的电信号 ，然后电信号将送往数据处
［３］何艳 ，等．ＣＡＮ 总线技术在过程控 制补充 中的应 用口］． 自动 化技 术 与 应 用 ，２Ｏ０４，２３（７）：３１～３３
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图6-2 多下位机同步采样原理图
华北电力大学 电力工程系 高压研究所——变电站设备绝缘在线监测与故障诊断系统
2.3 软件设计
建 立 先 进 的 数 据 库 管 理 系 统 动 态 前 景 显 示 设 备 状 态 采 用 调 度 自 动 化 SCADA 界 面
3-1 图形系统操作界面
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设备状况
检测标准
冷状态
试验规程
热状态
尚无
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1.2 研究现状
电容型设备绝缘在线测量方法研究
介质损耗因数（tanδ）计算方法研究
电容型设备绝缘状况诊断方法
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定期维修 （TBM）
实现状态维修的前提条件是在线监测技术的应用，在线监测量会受到 环境因素的影响，研究其影响情况并进行合理修正是在线监测与诊断技术 实用化的基础。
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1.1 背景与意义
停电检测与带电检测条件对比
停电检测 环境要求 检测电压 现场干扰 温度15~25 º C ，湿度 小于65％ 10kV 带电设备 带电检测 全天候 运行电压 邻相设备、其它带电设 备、操作
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2.2 硬件设计
10
1
5
¹ /V ç Ñ µ
2
0 1 -5 16 31 46 61
本系统共设计了两种接口:
穿心式电流互感器 分压电容
-10
曲线1为SU测量电压波形，曲线2为母线电压波形
监测系统采样的波形
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2.3 软件设计
电容型设备绝缘在线监测系统软件处理
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2.3 软件设计
（1）数据查询
查询方便、灵活，可选择鼠标点击监测设备、主菜单查询或右键菜 单方式，查询设备的今日记录、历史记录和试验记录。可方便的对记录 内容进行分析与打印。
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2.3 软件设计
上级监测中心
信息查询 系统
信息查询
局域网 /拨号
总线
图形系统
监测画面
设备信息 记录
初始化参数
硬件采集系统
监测系统
计算分析
数据采集
绝缘在线监测系统软件设计框图 华北电力大学 电力工程系 高压研究所——变电站设备绝缘在线监测与故障诊断系统
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二、电容型设备绝缘在线监测与故障 诊断系统简介
系统结构 硬件设计 软件设计
现场应用情况
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2.1 系统结构
远程维护 Modem Internet/ Intranet
限流电阻投
/切
键盘
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限流电路
i(t)
等效阻抗Z
AC
回路感应 电动势
保 护 元 件
支 路 1
R1
支 路 2
R2
支 路 3
R3
支 路 4
支 路 5
J1 J2 J3 J4
R4
铁芯内部等效电路
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④ 采用 B/S 模式实现远程监 控
⑤ 就地完成模拟信号的数字 化处理
IPU TAn
SU
TV
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2.1 系统结构
电容型设备绝缘在线监测系统现场设计 华北电力大学 电力工程系 高压研究所——变电站设备绝缘在线监测与故障诊断系统
2.2 硬件设计
均方 差
8.29× 10－7 9.24× 10－7
最大 偏差
0.03 0.03 0.02 0.02 0.02 0.02
预试 值
0.45 0.47 0.43 0.33 0.33 0.34
1 ＃
B相
C相 A相
2.11× 10－3
1.52× 10－3 1.41× 10－3 1.36× 10－3
7.98× 10－7
1.2 研究现状
电容型设备绝缘在线测量方法研究
（1）绝对测量方法。 （2）相对测量方法。
电流传感器
电流传感器
检测装置
（3）两者结合。
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1.2 研究现状
介质损耗因数（tanδ）计算方法研究
（1）过零比较法 。该方法通过检测电流、电压信号过零点的时间差计算介
方法首先提取电压电流基波信号，然后比较其相角。
总之，对于tanδ的数值计算方法，现有文献研究较多，取得了不错的计算 精度，基本满足了工程计算的要求。
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1.2 研究现状
绝缘状况诊断方法
（1）从当前测量值的纵比（主要指历史比较）、横比（主要指相间
同类设备）来判断 设备状态。
（2）根据系统正常状态下的数据建立相应的自回归滑动模型，将测
量数据与模型计算数据的残差作为故障的征兆 。
（3）末屏全电流的幅值与相位变化进行诊断的方法。
（4）基于介损在线监测数据规律性挖掘方法的诊断方法。
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应用背景
变压器铁芯多点接地是一种常见的故障，统计资料表 明，铁芯多点接地在变压器总事故中占第3位。产生的主 要原因有：现场装配及施工中不慎遗落金属异物，造成 多点接地或铁轭与夹件短路，芯柱与夹件相碰；运行时 间长，各种导电杂物堆积而造成铁芯多点短路等等。及 时准确地诊断与处理变压器铁芯多点接地故障，对保证 变压器的安全运行具有重要意义。华北电力大学高电压 与绝缘技术研究所在此方面进行了深入的基础研究，开 发研制的变压器铁芯接地电流在线监测仪与现场便携式 故障处理装置，已在河北、山东电网的厂站实际应用， 运行效果良好。
变 压 器
限流电阻网络
PXI工控机
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基本原理
信号隔离 程控放大 、 滤波 远程通信模块
铁芯电流 、 限 流电阻两端电 压输入
A / D 转换
RS 232 接口
FLASH 存储器
开关量输入
单片机
实时时钟
开关量输出
LCD 、 LED 显示
变电站设备绝缘在线监测系统 组成及案例
华北电力大学 王永强
华北电力大学 电力工程系 高压研究所——变电站设备绝缘在线监测与故障诊断系统
主要内容
1. 电气设备状态维修的必要性及在线监测的应用情况
2. 电容型设备绝缘在线监测与故障诊断系统简介
3. 变压器铁芯接地电流在线监测与故障限流报警系统
变电站设备绝缘在线监测与故障诊断系统
远程监测
系统结构特点
① 系统根据功能的需要划分 了层次
远程监测
信息层
防火墙/代理服务器 Web服务器 Ethernet 数据服务器
② 只需一对通信总线就能进 行数据传输与控制
③ 采用RS485总线方式实现 分布式采样
控制层 监测层
温湿度
SU
监测主机
IPU TA1
SU
485现场总线 IPU IPU
SU
华北电力大学 电力工程系 高压研究所——变电站设备绝缘在线监测与故障诊断系统
系统的测量精度如下： 泄漏电流：±1.0% 等值电容：±1.0% tanδ ：±0.1% （绝对误差）
系统电压：±0.5%
温 湿 度：±1.0℃ （绝对误差） 度：±3.0% （绝对误差）
华北电力大学 电力工程系 高压研究所——变电站设备绝缘在线监测与故障诊断系统
华北电力大学 电力工程系 高压研究所——变电站设备绝缘在线监测与故障诊断系统
基本原理
CT
铁芯电流 在线监测 系统
华北电力大学 电力工程系 高压研究所——变电站设备绝缘在线监测与故障诊断系统
基本原理
铁芯接地线 铁芯引出线套管
变压器铁芯
信号预处理 、采 集、存储、显示 电流传感器 和控制电路
监 控 装 置 本 体 RS 232接口
2.4 现场应用状况
两台主变套管在线监测数据分析
变 压 器 相 别
A相
末屏接地电流/mA
均 值
4.06 4.07 4.07 7.10 7.12 7.11
等效电容值/pF
均值
191.7 193.5 190.3 333.2 331.9 335.4
tanδ/%
预试 值
189 191 192 335 332 336
电力工程系
一、电气设备状态维修的必要性及在线监测的应用情况
背景与意义 研究现状 存在问题
华北电力大学 电力工程系 高压研究所——变电站设备绝缘在线监测与故障诊断系统
1.1 背景与意义
事后维修 （FBM）
二战后
七十年代后
以可靠性为中心，辅之预 防性试验的维修方式。维修 的时间间隔是根据设备的历 史监测信息，分析其趋势加 以预测诊断确定的。 状态维修 （CBM）